什麼是區塊鏈?
究竟什麼是區塊鏈(Blockchain)?區塊鏈是一種紀錄資料的技術,如同一個「分散式帳本」,具有去中心化(Decentralized)、公開透明(Transparency)、不可篡改(Immutability)、可防範惡意攻擊等特色。
在舊有的金融體系中,若交易由中心化機構掌管,交易紀錄被攻擊、篡改的可能性也相對高。藉由分散式帳本技術,若交易紀錄需被變更,需要由超過半數(51%)電腦驗證該交易紀錄是假交易紀錄,才有可能更動 。
分散式帳本技術被稱為「區塊鏈技術」,交易紀錄會依時間順序,被統一記在「區塊(Block)」上,「區塊」像是透明的保險箱,用密碼保護紀錄下來的資料,這些區塊以密碼學加密上鎖,所以任何人都可以查看,卻無法隨意竄改。
各個區塊連在一起形成「鏈(Chain)」,扮演著鏈結與排序的作用,讓使用者在讀取資料時,能夠依據區塊順序,得知資料寫入的時間排序,區塊鏈也被視為第三代網際網路(Web3)背後的重要技術。
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區塊鏈如何運作?
在區塊鏈的系統中,需要使用者共同紀錄每筆交易到帳本上,負責驗證、紀錄交易的電腦稱為「節點(node)」,當新的交易紀錄被記在其中一個帳本上時,其他節點也需要對交易進行驗證,並同步更新其帳本副本,這個同步的過程也被稱為「共識(Consensus)」。
為了鼓勵大家協助記帳,區塊鏈上也設計了獎勵機制,幫忙驗證區塊上資料、維護共同總帳(記帳)的人稱為「礦工」(miner),礦工在搶奪記帳權的過程就是「挖礦」(mining),搶到記帳權的礦工,就可以獲得加密貨幣作為獎勵。
以「比特幣區塊鏈」作為例,假設今天A支付比特幣給B,當A發起交易,這段交易就會被廣播到比特幣區塊鏈上。這時,所有礦工(節點)就會一起驗證這段交易的真實性。如果驗證成功,那交易紀錄就會被編寫進新的區塊中,成為比特幣區塊鏈中的一部分。而第一位驗證成功並編寫這個新區塊的人,就會獲得一定量的比特幣作為回報。
一次搞懂三大區塊鏈種類
區塊鏈技術發展至今,已經有上百條區塊鏈被創造出來,可以大致區分為公有鏈、私有鏈和聯盟鏈三大類型。
公有鏈
公有鏈(Public Blockchain)是公開且大眾都可以參與的區塊鏈,前述的比特幣是最典型的公有鏈,此外以太坊、Solana也是屬於公有鏈。
任何人都能參與公有鏈系統的共識過程(Consensus),成為系統中的節點,並自由地加入與退出,公有鏈上所有數據記錄皆公開、透明,是不受中心機構控制的區塊鏈,並有以下四大特點。
1. 去中心化: 鏈上使用者的權益,不受任何機構控制,人人都能讀取數據、進行交易,並進行有效性的確認。
2. 交易數據公開透明: 鏈上的所有交易紀錄,都可以透過區塊鏈瀏覽器查詢,每位參與者都能看到所有帳戶的餘額和交易活動。
3. 數據難以被竄改: 公有鏈的數據經過共識過程被加到區塊鏈後,同時被所有的節點共同記錄,並透過密碼學保證前後互相關聯,竄改難度與成本高。
4. 運算效率較差: 公有鏈的數據需要經過所有節點的確認才能被添加到區塊鏈上,因此效率比較差。
私有鏈
當越來越多人開始探索如何把區塊鏈用在更多場景時,便開始出現組織化的想法,例如將節點減少、也不需要挖礦的做法,兼顧區塊鏈可信任、可追溯的特性,同時透過較少節點、較高效率達成共識機制,於是私有鏈就誕生了。
私有鏈(Private Chain)只開放給特定人使用,獲得授權的人,才能成為私有鏈的節點。摩根大通集團(J.P. Morgan)推出的Quorom是私有鏈的經典案例。
私有鏈需要預先指定幾個節點為「記帳人」,鏈上的共識過程由所有記帳人控制,記帳人擁有記帳權,而其他節點可以交易,但是沒有記帳權,在權限方面有明確的層次結構,因此,這類區塊鏈被認為是「部分去中心化」,私有鏈有五大特點。
- 數據運算效率佳:由於權限掌握在特定的人或組織手中,私有鏈的記帳和交易速度都比公有鏈快上許多。
- 數據隱私性較高。
- 若有問題可以透過人工處理,例如找記帳人進行修復。
- 握有權限的人可以修改交易規則。
- 部分去中心化的屬性,更像是一個區域網路,應用範圍有限。
聯盟鏈
私有鏈適用於企業與組織,運用於內部的企業管理、財務審計,銀行清結算等。更進一步,聯盟鏈(Consortium Blockchain)讓同性質的企業、組織之間的價值交流成本降低,同時也提升流通效率。
聯盟鏈(Consortium Blockchain)在讀寫權、記帳權與共識過程上,與私有鏈一樣都是有所限制,並且由預選的幾個節點(組織)所控制。因此,聯盟鏈也一樣具有成本較低、效率較高、數據安全性較高的特點。在某種程度上,聯盟鏈也屬於私有鏈的一種。
聯盟鏈與私有鏈最大的不同在於,聯盟鏈是為「聯盟」服務的,比如為一個專屬產業服務;而私有鏈則是為「組織」服務,比如為一家公司內部服務。
聯盟鏈上的各個節點,通常有對應的實體機構,只有得到聯盟的批准才能加入或退出系統,適用於不同實體組織之間的B2B交易。
舉例來說, A銀行開發一個基於聯盟鏈的系統後,其他14家銀行也可以作為聯盟成員,加入這個系統,每間銀行成為其中一個節點並獲得相對應的授權,得以即時和不同銀行進行支付、結算、清算,大幅減少人工參與,提升效率也降低成本。
2015年成立的「R3 區塊鏈聯盟」是典型的聯盟鏈,目前已經有數十家國際銀行和金融機構加入,包括摩根大通集團、高盛集團、花旗銀行、瑞士銀行等。
如何選擇區塊鏈?
不論是哪一種區塊鏈,都是分散的「對等」網路,也就是說,從區塊鏈本身架構和屬性的角度來看,無論在公有鏈、私有鏈或其他公共分佈式帳本平台上,都有著不可竄改、去中心、效率提升的特點,只是程度上的不同。區別主要在於:誰被允許參與網絡、執行共識過程和維護分類帳本。
區塊鏈的應用場景越來越多元,從個人投資到企業經營、產業結盟,以及跨國非營利組織與政府單位的治理等等,也推進了區塊鏈的新技術與新興區塊鏈類型的產生。
個人、企業或組織可以根據節點的匿名性、開放參與的程度,以及自身與個節點之間的關係等等面向,作為權衡的考量,依照自己的需求場景,去選擇合適的區塊鏈進行交易,或者是開發、導入。
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核稿編輯:高敬原
